積層構造体の製造方法
【課題】加熱加圧対象物が面方向の全体に均一に加熱及び加圧された積層構造体を得ることができる積層構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る積層構造体の製造方法は、金属板１２Ａと加熱加圧対象物１１と金属板１２Ｂとを交互に積層して第１の積層体１０を得る工程と、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板２１Ａと第１の積層体１０と第２の圧力安定板２１Ｂと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体２０を得る工程と、第２の積層体２０を加熱及び加圧して、加熱加圧対象物１１が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程とを備える。金属板１２Ａ，１２Ｂは、加熱加圧対象物１１よりも大きい。第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂは、加熱加圧対象物１１よりも小さい。
【解決手段】本発明に係る積層構造体の製造方法は、金属板１２Ａと加熱加圧対象物１１と金属板１２Ｂとを交互に積層して第１の積層体１０を得る工程と、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板２１Ａと第１の積層体１０と第２の圧力安定板２１Ｂと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体２０を得る工程と、第２の積層体２０を加熱及び加圧して、加熱加圧対象物１１が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程とを備える。金属板１２Ａ，１２Ｂは、加熱加圧対象物１１よりも大きい。第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂは、加熱加圧対象物１１よりも小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱プレス装置を用いて、加熱加圧対象物を加熱及び加圧する積層構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）素子などの光半導体素子が、表示装置の光源等に広く用いられている。光半導体素子を用いた光半導体装置の消費電力は低く、かつ寿命は長い。また、光半導体装置は、過酷な環境下でも使用され得る。従って、光半導体装置は、携帯電話用バックライト、液晶テレビ用バックライト、自動車用ランプ、照明器具及び看板などの幅広い用途で使用されている。
【０００３】
照明器具及び液晶テレビ用バックライト用途などにおいて、必要な明るさをＬＥＤで発光しようとした場合、ＬＥＤ素子からの発熱が大きくなって、ＬＥＤ素子の寿命が短くなったり、明るさが低下したりするという問題がある。この発熱による問題を低減するために、熱を効果的に放散させることが可能な放熱部材が用いられている。該放熱部材としては、金属体と樹脂フィルムと熱伝導体とがこの順で積層された積層構造体が用いられている。この積層構造体では、金属体と樹脂フィルムと熱伝導体との密着性を高めることが要求されている。
【０００４】
また、近年、電子機器の小型化及び高密度化が進行している。このため、絶縁層と回路とが積層された多層基板などの積層構造体において、回路をより多く積層するとともに多層基板を薄型化することが要求されている。また、絶縁層と回路との密着性を高めることが要求されている。
【０００５】
上記のような要求に対して、熱プレス装置を用いて、加熱及び加圧によって積層構造体を得る方法が知られている。
【０００６】
例えば、下記の特許文献１には、少なくとも１枚の製品からなる製品部分の上下を第１の金属板で挟持した積層物を準備する工程と、前記上下の第１の金属板の外側に第２の金属板とクッション材を配置し前記クッション材の内側もしくは外側に圧力安定板を配置して積層構成物を準備する工程と、それを加熱加圧する工程とを備える回路基板の製造方法が開示されている。特許文献１では、製品とクッション材との間に、少なくとも２枚の第１，第２の金属板が配置されている。また、特許文献１では、圧力安定板のサイズを製品のサイズよりも小さくすることが記載されている。
【０００７】
下記の特許文献２には、少なくとも１枚の製品からなる製品部分の上下を第１の金属板で挟持した積層物を準備する工程と、前記上下の第１の金属板の外側に第２の金属板と少なくとも一部に穴を設けたクッション材を配置した積層構成物を作成する工程と、前記積層構成物を上部熱板と油圧シリンダーによって上下可能な下部熱板を有するプレス機の前記上部熱板と下部熱板の間に配置する工程と、前記油圧シリンダーを上昇させて前記積層構成物を加熱加圧する工程とを備える回路基板の製造方法が開示されている。特許文献２では、製品とクッション材との間に、少なくとも２枚の第１，第２の金属板が配置されている。また、特許文献２では、圧力安定板は用いられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０６２２５号公報
【特許文献２】特開２００９−２４６１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の熱プレス装置を用いて、加熱及び加圧によって積層構造体を得る方法では、加熱加圧対象物が面方向の全体に均一に加熱及び加圧されないことがある。このため、例えば、金属体と樹脂フィルムと熱伝導体とが積層された積層構造体を得ると、金属体と樹脂フィルムとの密着性が低くなったり、樹脂フィルムと熱伝導体との密着性が低くなったりする。また、他の積層構造体を得た場合でも、面方向の全体に均一に加熱及び加圧されていないことがある。
【００１０】
本発明の目的は、加熱加圧対象物が面方向の全体に均一に加熱及び加圧された積層構造体を得ることができる積層構造体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の広い局面によれば、金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層し、かつ両側の第１，第２の表面にそれぞれ１枚のみの金属板が配置されている第１の積層体を得る工程と、上記第１の積層体における上記第１の表面に、第１の圧力安定板と第１のクッション材とをこの順で積層し、かつ、上記第１の積層体における上記第２の表面に、第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で積層して、上記第１のクッション材と上記第１の圧力安定板と上記第１の積層体と上記第２の圧力安定板と上記第２のクッション材とがこの順で積層されている第２の積層体を得る工程と、上記第２の積層体を加熱及び加圧して、上記加熱加圧対象物が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程とを備え、上記金属板として、上記加熱加圧対象物よりも大きい金属板を用い、かつ、上記第１，第２の圧力安定板として、上記加熱加圧対象物よりも小さい圧力安定板を用いる。
【００１２】
本発明に係る積層構造体の製造方法のある特定の局面では、上記第１，第２のクッション材の外側の表面に圧力安定板が積層されていない上記第２の積層体を得る。
【００１３】
本発明に係る積層構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記加熱加圧対象物として、金属体と、樹脂フィルムと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体とが用いられ、上記第１，第２の積層体において、上記金属体と上記樹脂フィルムと上記熱伝導体とがこの順で並んで積層された状態にする。
【００１４】
本発明に係る積層構造体の製造方法の別の特定の局面では、上記樹脂フィルムとして、ポリエチレンナフタレートフィルムが用いられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る積層構造体は、金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層し、かつ両側の第１，第２の表面にそれぞれ１枚のみの金属板が配置されている第１の積層体を得る工程と、上記第１の積層体における上記第１の表面に、第１の圧力安定板と第１のクッション材とをこの順で積層し、かつ、上記第１の積層体における上記第２の表面に、第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で積層して、上記第１のクッション材と上記第１の圧力安定板と上記第１の積層体と上記第２の圧力安定板と上記第２のクッション材とがこの順で積層されている第２の積層体を得る工程と、上記第２の積層体を加熱及び加圧して、上記加熱加圧対象物が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程とを備えており、更に上記金属板として、上記加熱加圧対象物よりも大きい金属板を用い、かつ、上記第１，第２の圧力安定板として、上記加熱加圧対象物よりも小さい第１，第２の圧力安定板を用いるので、加熱加圧対象物が面方向の全体に均一に加熱及び加圧された積層構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る積層構造体の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、第１の積層体の変形例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係る積層構造体の製造方法に用いられるクッション材を拡大して示す部分切欠断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、クッション材の変形例を示す部分切欠断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る積層構造体の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、積層構造体の一例を模式的に示す部分切欠断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１８】
本発明に係る積層構造体の製造方法は、金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層し、かつ両側の第１，第２の表面にそれぞれ１枚のみの金属板が配置されている第１の積層体を得る工程（第１の積層工程）と、上記第１の積層体における上記第１の表面に、第１の圧力安定板と第１のクッション材とをこの順で積層し、かつ、上記第１の積層体における上記第２の表面に、第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で積層して、上記第１のクッション材と上記第１の圧力安定板と上記第１の積層体と上記第２の圧力安定板と上記第２のクッション材とがこの順で積層されている第２の積層体を得る工程（第２の積層工程）と、上記第２の積層体を加熱及び加圧して、上記加熱加圧対象物が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程（加熱加圧工程）とを備える。本発明に係る積層構造体の製造方法では、上記金属板として、上記加熱加圧対象物よりも大きい金属板を用いる。さらに、本発明に係る積層構造体の製造方法では、上記第１，第２の圧力安定板として、上記加熱加圧対象物よりも小さい圧力安定板を用いる。
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。
【００２０】
図１（ａ）〜（ｃ）に、本発明の第１の実施形態に係る積層構造体の製造方法の各工程を模式的に示す断面図で示す。
【００２１】
先ず、図１（ａ）に示すように、金属板１２Ａと加熱加圧対象物１１と金属板１２Ｂとを交互に積層して、第１の積層体１０を得る（第１の積層工程）。第１の積層体１０では、両側の第１，第２の表面１０ａ，１０ｂにそれぞれ１枚のみの金属板１２Ａ，１２Ｂが配置されている。第１の表面１０ａに金属板１２Ａが配置されており、第２の表面１０ｂに金属板１２Ｂが配置されている。第１の積層体１０の第１の表面１０ａに配置されている金属板１２Ａの内側には、加熱加圧対象物１１が積層されており、金属板は積層されていない。第１の積層体１０の第２の表面１０ｂに配置されている金属板１２Ｂの内側には、加熱加圧対象物１１が積層されており、金属板は積層されていない。
【００２２】
金属板１２Ａ，１２Ｂの大きさは、加熱加圧対象物１１の大きさよりも大きい。本実施形態では、金属板１２Ａ，１２Ｂとして、加熱加圧対象物１１よりも大きい金属板を用いる。従って、加熱及び加圧時に加熱加圧対象物１１全体に圧力を付与できる。
【００２３】
第１の積層体１０では、１つのみの加熱加圧対象物１１が用いられている。図２に示すように、２つの加熱加圧対象物１１Ａ，１１Ｂを用いて、第１の積層体１５を得てもよい。すなわち、金属板１２Ａと加熱加圧対象物１１Ａと金属板１２Ｂと加熱加圧対象物１１Ｂと金属板１２Ｃとがこの順で積層された第１の積層体１５を得てもよい。さらに、金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層すればよく、３つ以上の加熱加圧対象物を用いてもよい。
【００２４】
第１の積層体１０を得た後、図１（ｂ）に示すように、第１の積層体１０における第１の表面１０ａに、第１の圧力安定板２１Ａと第１のクッション材２２Ａとをこの順で積層する。また、第１の積層体１０における第２の表面１０ｂに、第２の圧力安定板２１Ｂと第２のクッション材２２Ｂとをこの順で積層する。ここでは、金属板１２Ａの外表面に第１の圧力安定板２１Ａを積層しており、金属板１２Ｂの外表面に第２の圧力安定板２１Ｂを積層している。この結果、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板２１Ａと第１の積層体１０と第２の圧力安定板２１Ｂと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体２０を得ている（第２の積層工程）。より具体的には、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板２１Ａと金属板１２Ａと加熱加圧対象物１１と金属板１２Ｂと第２の圧力安定板２１Ｂと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体２０を得ている。
【００２５】
なお、第１の実施形態では、第１の積層工程を行った後に、第２の積層工程を行っており、第１の積層工程と第２の積層工程とを別々に行っている。第１の積層工程と第２の積層工程とは同時に行われてもよい。すなわち、第１の積層体１０と、第１の積層体１０を有する第２の積層体２０とを一括して形成してもよい。
【００２６】
第１のクッション材２２Ａと第２のクッション材２２Ｂとは同様に構成されている。第１のクッション材２２Ａと第２のクッション材２２Ｂとは異なっていてもよい。図３に、第１，第２のクッション材２２Ａ，２２Ｂとして用いられるクッション材２２を拡大して部分切欠断面図で示す。図３に示すクッション材２２は、第１の表面及び第２の表面（両面）にエンボスが形成されている。それによって、クッション材２２の第１の表面及び第２の表面には、微細な凹凸２２ａ（複数の凹部及び複数の凸部）が形成されている。なお、図１及び後述する図５では、凹凸２２ａは微細であるので、凹凸２２ａを図示していない。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｃ）に、第１，第２のクッション材として用いることができるクッション材の変形例を部分切欠断面図で示す。図４（ａ）に示すクッション材２６は、第１の表面及び第２の表面（両面）にそれぞれ、複数の凸部２６ａを有する。図４（ｂ）に示すクッション材２７は、第１の表面及び第２の表面（両面）にそれぞれ、複数の凹部２７ａを有する。図４（ｃ）に示すクッション材２８は、第１の表面及び第２の表面（両面）を貫通している貫通孔２８ａ（穴）を有する。
【００２８】
このように、第１，第２のクッション材は少なくとも一方の表面に、複数の凹部又は複数の凸部を有することが好ましく、第１，第２のクッション材は両面に複数の凹部又は複数の凸部を有することがより好ましい。該凹部又は該凸部は第１，第２のクッション材の両面を貫通していない。このような凹部又は凸部があると、加熱加圧対象物が面方向の全体により一層均一に加熱及び加圧された積層構造体が得られる。また、加熱加圧対象物が面方向の全体により一層均一に加熱及び加圧された積層構造体を得る観点からは、第１，第２のクッション材は、少なくとも一方の表面にエンボスが形成されていることが好ましく、両面にエンボスが形成されていることが好ましい。凹部平均深さ又は凸部平均高さは、例えば好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、更に好ましくは０．５ｍｍ以上である。また、エンボスにより凹部又は凸部が形成されている場合に、エンボスが形成されている表面の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）は好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、更に好ましくは０．５ｍｍ以上である。また、凹部深さ又は凸部高さは、凹部又は凸部がない部分のクッション材の厚みの１／１０以下であることが好ましく、１／５以下であることがより好ましく、１／２以下であることが更に好ましい。
【００２９】
また、第１，第２のクッション材は、両面を貫通する貫通孔を有していてもよい。但し、第１，第２のクッション材が少なくとも一方の表面に複数の凹部又は複数の凸部を有する場合には、第１，第２のクッション材が両面を貫通する貫通孔を有する場合と比べて、第１，第２のクッション材の強度が高くなり、第１，第２のクッション材の伸び及び変形が抑えられ、更に第１，第２のクッション材の過度の変形を抑制できる結果、加熱加圧対象物の面方向の全体にかかる圧力が均一になる。また、吸着パッドなどでの自動搬送で、吸引で第１，第２のクッション材を吸着する方式に対応できる。なお、第１，第２のクッション材として、凹部又は凸部を表面に有さず、かつ両面を貫通する貫通孔を有さないクッション材を用いてもよい。
【００３０】
第１のクッション材及び第２のクッション材の内の少なくとも一方のクッション材として、少なくとも一方の表面に複数の凹部又は複数の凸部を有するクッション材を用いれば、両面に複数の凹部又は複数の凸部を有さないクッション材のみを用いた場合と比べて、加熱加圧対象物の面方向の全体にかかる圧力が均一になる。加熱加圧対象物の面方向の全体により一層均一に圧力をかける観点からは、第１，第２のクッション材として、少なくとも一方の表面に複数の凹部又は複数の凸部を有するクッション材を用いることが好ましい。
【００３１】
第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂは、第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂを用いていない場合と比べて、加熱加圧対象物１１に圧力を安定して均一に付与する役割を有する。
【００３２】
第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂの大きさは、加熱加圧対象物１１の大きさよりも小さい。本実施形態では、第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂとして、加熱加圧対象物１１よりも小さい第１，第２の圧力安定板を用いる。このような大きさを満足すると、より一層安定して圧力安定効果が得られ、加熱加圧対象物の面方向の全体に均一に圧力が充分にかかりやすくなる。特に、このような大きさを満足すると、第１，第２のクッション材のひずみにより加熱加圧対象物の縁部にかかる圧力が大きくなるのを効果的に抑制できる。
【００３３】
加熱加圧対象物の面方向の全体により一層均一に圧力をかける観点からは、第２の積層体２０のように、第１，第２のクッション材の外側の表面に圧力安定板が積層されていない第２の積層体を得ることが好ましい。
【００３４】
第１，第２のクッション材２２Ａ，２２Ｂの大きさは、加熱加圧対象物１１の大きさよりも大きい。このように、第１，第２のクッション材として、加熱加圧対象物よりも大きいクッション材を用いることが好ましい。この場合は、加熱及び加圧時に、加熱加圧対象物の面方向の全体により一層均一に圧力がかかる。
【００３５】
次に、図１（ｃ）に示すように、キャリアプレート３１上に、第２の積層体２０を配置した状態で、該キャリアプレート３１を第１の熱板３２Ａ上に置く。また、第２の積層体２０上に第２の熱板３２Ｂを配置する。第１の熱板３２Ａは上下移動可能である。第１の熱板３２Ａの下方に、第１の熱板３２Ａの上下移動可能にする油圧シリンダー３３が配置されている。この状態で、第１，第２の熱板３２Ａ，３２Ｂにより第２の積層体２０を加熱及び加圧する（加熱加圧工程）。それによって、加熱加圧対象物１１が加熱及び加圧される。この結果、加熱加圧対象物１１が加熱及び加圧された積層構造体が得られる。なお、キャリアプレート３１は必ずしも用いられなくてもよく、第１の熱板３２Ａ上に第２の積層体２０を直接置いてもよい。また、第２の熱板３２Ｂが上下移動可能であってもよい。第２の熱板３２Ｂの上方に、第２の熱板３２Ｂを上下移動可能にする油圧シリンダー３３が配置されていてもよい。
【００３６】
図５（ａ）〜（ｃ）に、本発明の第２の実施形態に係る積層構造体の製造方法の各工程を模式的に断面図で示す。
【００３７】
先ず、図５（ａ）に示すように、金属板１２Ａと加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂと金属板１２Ｂとを交互に積層して、第１の積層体４０を得る（第１の積層工程）。第１の積層体４０では、両側の第１，第２の表面４０ａ，４０ｂにそれぞれ１枚のみの金属板１２Ａ，１２Ｂが配置されている。第１の表面４０ａに金属板１２Ａが配置されており、第２の表面４０ｂに金属板１２Ｂが配置されている。金属板１２Ａと金属板１２Ｂとの間で、加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂは積層されておらず、間隔を隔てて並べられている。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、第１の積層体４０における第１の表面４０ａに、第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂと第１のクッション材２２Ａとをこの順で積層する。また、第１の積層体４０における第２の表面４０ｂに、第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄと第２のクッション材２２Ｂとをこの順で積層する（第２の積層工程）。ここでは、金属板１２Ａの外表面に第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂを積層しており、金属板１２Ｂの外表面に第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄを積層している。金属板１２Ａと第１のクッション材２２Ａとの間で、第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂは積層されておらず、間隔を隔てて並べられている。金属板１２Ｂと第２のクッション材２２Ｂとの間で、第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄは積層されておらず、間隔を隔てて並べられている。第１の圧力安定板５１Ａと第２の圧力安定板５１Ｃとの間に、金属板１２Ａ，１２Ｂを介して、加熱加圧対象物４１Ａが配置されている。第１の圧力安定板５１Ｂと第２の圧力安定板５１Ｄとの間に、金属板１２Ａ，１２Ｂを介して、加熱加圧対象物４１Ｂが配置されている。
【００３９】
この結果、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂと第１の積層体４０と第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体５０を得ている。より具体的には、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂと金属板１２Ａと加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂと金属板１２Ｂと第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体５０を得ている。
【００４０】
第２の積層体５０は、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板５１Ａと金属板１２Ａと加熱加圧対象物４１Ａと金属板１２Ｂと第２の圧力安定板５１Ｃと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層された部分と、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板５１Ｂと金属板１２Ａと加熱加圧対象物４１Ｂと金属板１２Ｂと第２の圧力安定板５１Ｄと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層された部分とを有する。
【００４１】
次に、図５（ｃ）に示すように、キャリアプレート３１上に、第２の積層体５０を配置した状態で、該キャリアプレート３１を第１の熱板３２Ａ上に置く。また、第２の積層体５０上に第２の熱板３２Ｂを配置する。この状態で、第１，第２の熱板３２Ａ，３２Ｂにより第２の積層体５０を、第１，第２の表面５０ａ，５０ｂ側より加熱及び加圧する。それによって、加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂが加熱及び加圧される。この結果、加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂが加熱及び加圧された積層構造体が得られる。第２の実施形態では、複数の積層構造体が同時に得られる。
【００４２】
次に、加熱加圧対象物を加熱及び加圧して得られる積層構造体の好ましい一例について説明する。但し、積層構造体は以下に挙げる積層構造体に限定されない。本発明に係る積層構造体の製造方法は、加熱及び加圧により形成される様々な積層構造体の製造に用いることができる。
【００４３】
図６に示す積層構造体８０は、金属体８２と、樹脂フィルム８１と、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体８３とを備える。金属体８２と樹脂フィルム８１と熱伝導体８３とがこの順で積層されている。樹脂フィルム８１の第１の表面に金属体８２が積層されている。樹脂フィルム８１の第１の表面とは反対の第２の表面に熱伝導体８３が積層されている。この積層構造体８０を得るために、加熱加圧対象物として、金属体（加熱加圧前）と、樹脂フィルム（加熱加圧前）と、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体（加熱加圧前）とを用いてもよい。この場合に、上記第１，第２の積層体において、上記金属体と上記樹脂フィルムと上記熱伝導体とがこの順で並んで積層された状態にすればよい。このような積層構造体では、均一な加圧によって、金属体８２と樹脂フィルム８１との密着性が高くなり、また樹脂フィルム８１と熱伝導体８３との密着性も良好になる。
【００４４】
金属体８２としては特に限定されず、銅板及びＳＵＳ板、樹脂板（たとえばＦＲ４の回路や両面板）等が挙げられる。中でも、銅箔が好ましい。樹脂フィルム８１としては特に限定されず、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、プリプレグ、ポリエーテルイミド及びポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。なかでも、ポリエチレンナフタレートフィルムが好ましい。熱伝導体８３としては特に限定されず、例えば、アルミニウム、銅、アルミナ、ベリリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及びグラファイトシート等が挙げられる。熱伝導体８３は、金属であることが好ましく、銅又はアルミニウムであることがより好ましい。銅又はアルミニウムは、放熱性に優れている。
【００４５】
また、積層構造体として、絶縁層と金属層とが積層されている積層構造体を得てもよい。該絶縁層はプリプレグを用いて形成されていてもよい。該金属層は、回路であることが好ましい。このような積層構造体では、均一な加圧によって、絶縁層と金属層との密着性が高くなる。
【００４６】
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００４７】
実施例１では、下記の構成の各部材を用意して、第１の実施形態に従って、積層構造体を作製した。
【００４８】
加熱加圧対象物：銅箔（縦５００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚み３８μｍ、ポリエチレンナフタレートフィルム側の表面の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）７μｍ）と、ポリエチレンナフタレートフィルム（縦５００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚み３８μｍ）と、アルミニウム板（縦５００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚み５００μｍ）とがこの順で積層された加熱加圧対象物
金属板：ＳＵＳ板、縦７５０ｍｍ×横７５０ｍｍ×厚み２ｍｍ
第１，第２の圧力安定板：アルミニウム板、縦４９０ｍｍ×横５９０ｍｍ×厚み３ｍｍ
第１，第２のクッション材：縦７５０ｍｍ×横７５０ｍｍ×厚み２ｍｍ、片面に深さ１．５ｍｍのエンボスが形成されている
【００４９】
第１のクッション材と第１の圧力安定板と金属板と加熱加圧対象物と金属板と第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で、面方向の中心が揃うように積層した。この状態で、加熱加圧対象物１１を２４０℃の加熱及び８ＭＰａの加圧条件で、加熱及び加圧試験を行った。
【００５０】
得られた積層構造体において、銅箔とポリエチレンナフタレートフィルムとの剥離強度を、縁部と中央部とを含めて、縦方向及び横方向に等間隔で２５箇所で測定した。
【００５１】
この結果、加熱加圧対象物に均一に圧力が付与されていたため、２５箇所での剥離強度の測定結果は、９〜１１Ｎ／ｃｍの範囲内であった。すなわち、最大値と最小値との差が２Ｎ／ｃｍであり、剥離強度のばらつきが小さかった。
【００５２】
（実施例２）
第１，第２のクッション材を以下の構成に変更したこと以外は実施例１と同様にして、加熱及び加圧試験を行い、剥離強度を評価した。
【００５３】
第１，第２のクッション材：縦７５０ｍｍ×横７５０ｍｍ×厚み２ｍｍ、両面に直径５ｍｍ×高さ１．５ｍｍの円柱状の複数の凸部が、縦１０ｍｍ間隔及び横１０ｍｍ間隔で形成されている。
【００５４】
この結果、２５箇所での剥離強度の測定結果は、９〜１１Ｎ／ｃｍの範囲内であった。すなわち、最大値と最小値との差が２Ｎ／ｃｍであり、剥離強度のばらつきが小さかった。
【００５５】
（実施例３）
第１，第２のクッション材を以下の構成に変更したこと以外は実施例１と同様にして、加熱及び加圧試験を行い、剥離強度を評価した。
【００５６】
第１，第２のクッション材：縦７５０ｍｍ×横７５０ｍｍ×厚み２ｍｍ、両面に直径２ｍｍ×深さ１．５ｍｍの円柱状の複数の凹部が、縦１０ｍｍ間隔及び横１０ｍｍ間隔で形成されている。
【００５７】
この結果、２５箇所での剥離強度の測定結果は、９〜１１Ｎ／ｃｍの範囲内であった。すなわち、最大値と最小値との差が２Ｎ／ｃｍであり、剥離強度のばらつきが小さかった。
【００５８】
なお、第１の実施形態を例にとり、具体的な実施例を説明したが、複数の積層構造体を同時に得る第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、圧力を均一に付与できる結果、剥離強度のばらつきが小さい積層構造体が得られることを、本発明者らは確認した。
【００５９】
（比較例１）
第１，第２の圧力安定板の大きさのみを縦７００ｍｍ×横７００ｍｍ×厚み３μｍ（加熱加圧対象物よりも大きい）にかえたこと以外は実施例１と同様にして、加熱及び加圧試験を行い、剥離強度を評価した。
【００６０】
この結果、２５箇所での剥離強度の測定結果は、４〜５Ｎ／ｃｍの範囲内であった。すなわち、最大値と最小値との差は１Ｎ／ｃｍであり、剥離強度のばらつきは小さいが、剥離強度が著しく低かった。また、積層構造体の縁部で剥離強度が高く、中央部で剥離強度が低くなっていた。これは、第１，第２の圧力安定板が大きいことから、加熱加圧対象物の縁部でより多くの力が付与されたためである。
【符号の説明】
【００６１】
１０…第１の積層体
１０ａ…第１の表面
１０ｂ…第２の表面
１１，１１Ａ，１１Ｂ…加熱加圧対象物
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…金属板
１５…第１の積層体
２０…第２の積層体
２１Ａ，２１Ｂ…第１，第２の圧力安定板
２２…クッション材
２２Ａ，２２Ｂ…第１，第２のクッション材
２２ａ…凹凸
２６…クッション材
２６ａ…凸部
２７…クッション材
２７ａ…凹部
２８…クッション材
２８ａ…貫通孔
３１…キャリアプレート
３２Ａ，３２Ｂ…第１，第２の熱板
３３…油圧シリンダー
４０…第１の積層体
４０ａ…第１の表面
４０ｂ…第２の表面
４１Ａ，４１Ｂ…加熱加圧対象物
５０…第２の積層体
５０ａ…第１の表面
５０ｂ…第２の表面
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ…第１，第２の圧力安定板
８０…積層構造体
８１…樹脂フィルム
８２…金属体
８３…熱伝導体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱プレス装置を用いて、加熱加圧対象物を加熱及び加圧する積層構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）素子などの光半導体素子が、表示装置の光源等に広く用いられている。光半導体素子を用いた光半導体装置の消費電力は低く、かつ寿命は長い。また、光半導体装置は、過酷な環境下でも使用され得る。従って、光半導体装置は、携帯電話用バックライト、液晶テレビ用バックライト、自動車用ランプ、照明器具及び看板などの幅広い用途で使用されている。
【０００３】
照明器具及び液晶テレビ用バックライト用途などにおいて、必要な明るさをＬＥＤで発光しようとした場合、ＬＥＤ素子からの発熱が大きくなって、ＬＥＤ素子の寿命が短くなったり、明るさが低下したりするという問題がある。この発熱による問題を低減するために、熱を効果的に放散させることが可能な放熱部材が用いられている。該放熱部材としては、金属体と樹脂フィルムと熱伝導体とがこの順で積層された積層構造体が用いられている。この積層構造体では、金属体と樹脂フィルムと熱伝導体との密着性を高めることが要求されている。
【０００４】
また、近年、電子機器の小型化及び高密度化が進行している。このため、絶縁層と回路とが積層された多層基板などの積層構造体において、回路をより多く積層するとともに多層基板を薄型化することが要求されている。また、絶縁層と回路との密着性を高めることが要求されている。
【０００５】
上記のような要求に対して、熱プレス装置を用いて、加熱及び加圧によって積層構造体を得る方法が知られている。
【０００６】
例えば、下記の特許文献１には、少なくとも１枚の製品からなる製品部分の上下を第１の金属板で挟持した積層物を準備する工程と、前記上下の第１の金属板の外側に第２の金属板とクッション材を配置し前記クッション材の内側もしくは外側に圧力安定板を配置して積層構成物を準備する工程と、それを加熱加圧する工程とを備える回路基板の製造方法が開示されている。特許文献１では、製品とクッション材との間に、少なくとも２枚の第１，第２の金属板が配置されている。また、特許文献１では、圧力安定板のサイズを製品のサイズよりも小さくすることが記載されている。
【０００７】
下記の特許文献２には、少なくとも１枚の製品からなる製品部分の上下を第１の金属板で挟持した積層物を準備する工程と、前記上下の第１の金属板の外側に第２の金属板と少なくとも一部に穴を設けたクッション材を配置した積層構成物を作成する工程と、前記積層構成物を上部熱板と油圧シリンダーによって上下可能な下部熱板を有するプレス機の前記上部熱板と下部熱板の間に配置する工程と、前記油圧シリンダーを上昇させて前記積層構成物を加熱加圧する工程とを備える回路基板の製造方法が開示されている。特許文献２では、製品とクッション材との間に、少なくとも２枚の第１，第２の金属板が配置されている。また、特許文献２では、圧力安定板は用いられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０６２２５号公報
【特許文献２】特開２００９−２４６１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の熱プレス装置を用いて、加熱及び加圧によって積層構造体を得る方法では、加熱加圧対象物が面方向の全体に均一に加熱及び加圧されないことがある。このため、例えば、金属体と樹脂フィルムと熱伝導体とが積層された積層構造体を得ると、金属体と樹脂フィルムとの密着性が低くなったり、樹脂フィルムと熱伝導体との密着性が低くなったりする。また、他の積層構造体を得た場合でも、面方向の全体に均一に加熱及び加圧されていないことがある。
【００１０】
本発明の目的は、加熱加圧対象物が面方向の全体に均一に加熱及び加圧された積層構造体を得ることができる積層構造体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の広い局面によれば、金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層し、かつ両側の第１，第２の表面にそれぞれ１枚のみの金属板が配置されている第１の積層体を得る工程と、上記第１の積層体における上記第１の表面に、第１の圧力安定板と第１のクッション材とをこの順で積層し、かつ、上記第１の積層体における上記第２の表面に、第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で積層して、上記第１のクッション材と上記第１の圧力安定板と上記第１の積層体と上記第２の圧力安定板と上記第２のクッション材とがこの順で積層されている第２の積層体を得る工程と、上記第２の積層体を加熱及び加圧して、上記加熱加圧対象物が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程とを備え、上記金属板として、上記加熱加圧対象物よりも大きい金属板を用い、かつ、上記第１，第２の圧力安定板として、上記加熱加圧対象物よりも小さい圧力安定板を用いる。
【００１２】
本発明に係る積層構造体の製造方法のある特定の局面では、上記第１，第２のクッション材の外側の表面に圧力安定板が積層されていない上記第２の積層体を得る。
【００１３】
本発明に係る積層構造体の製造方法の他の特定の局面では、上記加熱加圧対象物として、金属体と、樹脂フィルムと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体とが用いられ、上記第１，第２の積層体において、上記金属体と上記樹脂フィルムと上記熱伝導体とがこの順で並んで積層された状態にする。
【００１４】
本発明に係る積層構造体の製造方法の別の特定の局面では、上記樹脂フィルムとして、ポリエチレンナフタレートフィルムが用いられる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る積層構造体は、金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層し、かつ両側の第１，第２の表面にそれぞれ１枚のみの金属板が配置されている第１の積層体を得る工程と、上記第１の積層体における上記第１の表面に、第１の圧力安定板と第１のクッション材とをこの順で積層し、かつ、上記第１の積層体における上記第２の表面に、第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で積層して、上記第１のクッション材と上記第１の圧力安定板と上記第１の積層体と上記第２の圧力安定板と上記第２のクッション材とがこの順で積層されている第２の積層体を得る工程と、上記第２の積層体を加熱及び加圧して、上記加熱加圧対象物が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程とを備えており、更に上記金属板として、上記加熱加圧対象物よりも大きい金属板を用い、かつ、上記第１，第２の圧力安定板として、上記加熱加圧対象物よりも小さい第１，第２の圧力安定板を用いるので、加熱加圧対象物が面方向の全体に均一に加熱及び加圧された積層構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る積層構造体の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、第１の積層体の変形例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係る積層構造体の製造方法に用いられるクッション材を拡大して示す部分切欠断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、クッション材の変形例を示す部分切欠断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る積層構造体の製造方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、積層構造体の一例を模式的に示す部分切欠断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００１８】
本発明に係る積層構造体の製造方法は、金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層し、かつ両側の第１，第２の表面にそれぞれ１枚のみの金属板が配置されている第１の積層体を得る工程（第１の積層工程）と、上記第１の積層体における上記第１の表面に、第１の圧力安定板と第１のクッション材とをこの順で積層し、かつ、上記第１の積層体における上記第２の表面に、第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で積層して、上記第１のクッション材と上記第１の圧力安定板と上記第１の積層体と上記第２の圧力安定板と上記第２のクッション材とがこの順で積層されている第２の積層体を得る工程（第２の積層工程）と、上記第２の積層体を加熱及び加圧して、上記加熱加圧対象物が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程（加熱加圧工程）とを備える。本発明に係る積層構造体の製造方法では、上記金属板として、上記加熱加圧対象物よりも大きい金属板を用いる。さらに、本発明に係る積層構造体の製造方法では、上記第１，第２の圧力安定板として、上記加熱加圧対象物よりも小さい圧力安定板を用いる。
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより本発明を明らかにする。
【００２０】
図１（ａ）〜（ｃ）に、本発明の第１の実施形態に係る積層構造体の製造方法の各工程を模式的に示す断面図で示す。
【００２１】
先ず、図１（ａ）に示すように、金属板１２Ａと加熱加圧対象物１１と金属板１２Ｂとを交互に積層して、第１の積層体１０を得る（第１の積層工程）。第１の積層体１０では、両側の第１，第２の表面１０ａ，１０ｂにそれぞれ１枚のみの金属板１２Ａ，１２Ｂが配置されている。第１の表面１０ａに金属板１２Ａが配置されており、第２の表面１０ｂに金属板１２Ｂが配置されている。第１の積層体１０の第１の表面１０ａに配置されている金属板１２Ａの内側には、加熱加圧対象物１１が積層されており、金属板は積層されていない。第１の積層体１０の第２の表面１０ｂに配置されている金属板１２Ｂの内側には、加熱加圧対象物１１が積層されており、金属板は積層されていない。
【００２２】
金属板１２Ａ，１２Ｂの大きさは、加熱加圧対象物１１の大きさよりも大きい。本実施形態では、金属板１２Ａ，１２Ｂとして、加熱加圧対象物１１よりも大きい金属板を用いる。従って、加熱及び加圧時に加熱加圧対象物１１全体に圧力を付与できる。
【００２３】
第１の積層体１０では、１つのみの加熱加圧対象物１１が用いられている。図２に示すように、２つの加熱加圧対象物１１Ａ，１１Ｂを用いて、第１の積層体１５を得てもよい。すなわち、金属板１２Ａと加熱加圧対象物１１Ａと金属板１２Ｂと加熱加圧対象物１１Ｂと金属板１２Ｃとがこの順で積層された第１の積層体１５を得てもよい。さらに、金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層すればよく、３つ以上の加熱加圧対象物を用いてもよい。
【００２４】
第１の積層体１０を得た後、図１（ｂ）に示すように、第１の積層体１０における第１の表面１０ａに、第１の圧力安定板２１Ａと第１のクッション材２２Ａとをこの順で積層する。また、第１の積層体１０における第２の表面１０ｂに、第２の圧力安定板２１Ｂと第２のクッション材２２Ｂとをこの順で積層する。ここでは、金属板１２Ａの外表面に第１の圧力安定板２１Ａを積層しており、金属板１２Ｂの外表面に第２の圧力安定板２１Ｂを積層している。この結果、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板２１Ａと第１の積層体１０と第２の圧力安定板２１Ｂと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体２０を得ている（第２の積層工程）。より具体的には、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板２１Ａと金属板１２Ａと加熱加圧対象物１１と金属板１２Ｂと第２の圧力安定板２１Ｂと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体２０を得ている。
【００２５】
なお、第１の実施形態では、第１の積層工程を行った後に、第２の積層工程を行っており、第１の積層工程と第２の積層工程とを別々に行っている。第１の積層工程と第２の積層工程とは同時に行われてもよい。すなわち、第１の積層体１０と、第１の積層体１０を有する第２の積層体２０とを一括して形成してもよい。
【００２６】
第１のクッション材２２Ａと第２のクッション材２２Ｂとは同様に構成されている。第１のクッション材２２Ａと第２のクッション材２２Ｂとは異なっていてもよい。図３に、第１，第２のクッション材２２Ａ，２２Ｂとして用いられるクッション材２２を拡大して部分切欠断面図で示す。図３に示すクッション材２２は、第１の表面及び第２の表面（両面）にエンボスが形成されている。それによって、クッション材２２の第１の表面及び第２の表面には、微細な凹凸２２ａ（複数の凹部及び複数の凸部）が形成されている。なお、図１及び後述する図５では、凹凸２２ａは微細であるので、凹凸２２ａを図示していない。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｃ）に、第１，第２のクッション材として用いることができるクッション材の変形例を部分切欠断面図で示す。図４（ａ）に示すクッション材２６は、第１の表面及び第２の表面（両面）にそれぞれ、複数の凸部２６ａを有する。図４（ｂ）に示すクッション材２７は、第１の表面及び第２の表面（両面）にそれぞれ、複数の凹部２７ａを有する。図４（ｃ）に示すクッション材２８は、第１の表面及び第２の表面（両面）を貫通している貫通孔２８ａ（穴）を有する。
【００２８】
このように、第１，第２のクッション材は少なくとも一方の表面に、複数の凹部又は複数の凸部を有することが好ましく、第１，第２のクッション材は両面に複数の凹部又は複数の凸部を有することがより好ましい。該凹部又は該凸部は第１，第２のクッション材の両面を貫通していない。このような凹部又は凸部があると、加熱加圧対象物が面方向の全体により一層均一に加熱及び加圧された積層構造体が得られる。また、加熱加圧対象物が面方向の全体により一層均一に加熱及び加圧された積層構造体を得る観点からは、第１，第２のクッション材は、少なくとも一方の表面にエンボスが形成されていることが好ましく、両面にエンボスが形成されていることが好ましい。凹部平均深さ又は凸部平均高さは、例えば好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、更に好ましくは０．５ｍｍ以上である。また、エンボスにより凹部又は凸部が形成されている場合に、エンボスが形成されている表面の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）は好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、更に好ましくは０．５ｍｍ以上である。また、凹部深さ又は凸部高さは、凹部又は凸部がない部分のクッション材の厚みの１／１０以下であることが好ましく、１／５以下であることがより好ましく、１／２以下であることが更に好ましい。
【００２９】
また、第１，第２のクッション材は、両面を貫通する貫通孔を有していてもよい。但し、第１，第２のクッション材が少なくとも一方の表面に複数の凹部又は複数の凸部を有する場合には、第１，第２のクッション材が両面を貫通する貫通孔を有する場合と比べて、第１，第２のクッション材の強度が高くなり、第１，第２のクッション材の伸び及び変形が抑えられ、更に第１，第２のクッション材の過度の変形を抑制できる結果、加熱加圧対象物の面方向の全体にかかる圧力が均一になる。また、吸着パッドなどでの自動搬送で、吸引で第１，第２のクッション材を吸着する方式に対応できる。なお、第１，第２のクッション材として、凹部又は凸部を表面に有さず、かつ両面を貫通する貫通孔を有さないクッション材を用いてもよい。
【００３０】
第１のクッション材及び第２のクッション材の内の少なくとも一方のクッション材として、少なくとも一方の表面に複数の凹部又は複数の凸部を有するクッション材を用いれば、両面に複数の凹部又は複数の凸部を有さないクッション材のみを用いた場合と比べて、加熱加圧対象物の面方向の全体にかかる圧力が均一になる。加熱加圧対象物の面方向の全体により一層均一に圧力をかける観点からは、第１，第２のクッション材として、少なくとも一方の表面に複数の凹部又は複数の凸部を有するクッション材を用いることが好ましい。
【００３１】
第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂは、第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂを用いていない場合と比べて、加熱加圧対象物１１に圧力を安定して均一に付与する役割を有する。
【００３２】
第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂの大きさは、加熱加圧対象物１１の大きさよりも小さい。本実施形態では、第１，第２の圧力安定板２１Ａ，２１Ｂとして、加熱加圧対象物１１よりも小さい第１，第２の圧力安定板を用いる。このような大きさを満足すると、より一層安定して圧力安定効果が得られ、加熱加圧対象物の面方向の全体に均一に圧力が充分にかかりやすくなる。特に、このような大きさを満足すると、第１，第２のクッション材のひずみにより加熱加圧対象物の縁部にかかる圧力が大きくなるのを効果的に抑制できる。
【００３３】
加熱加圧対象物の面方向の全体により一層均一に圧力をかける観点からは、第２の積層体２０のように、第１，第２のクッション材の外側の表面に圧力安定板が積層されていない第２の積層体を得ることが好ましい。
【００３４】
第１，第２のクッション材２２Ａ，２２Ｂの大きさは、加熱加圧対象物１１の大きさよりも大きい。このように、第１，第２のクッション材として、加熱加圧対象物よりも大きいクッション材を用いることが好ましい。この場合は、加熱及び加圧時に、加熱加圧対象物の面方向の全体により一層均一に圧力がかかる。
【００３５】
次に、図１（ｃ）に示すように、キャリアプレート３１上に、第２の積層体２０を配置した状態で、該キャリアプレート３１を第１の熱板３２Ａ上に置く。また、第２の積層体２０上に第２の熱板３２Ｂを配置する。第１の熱板３２Ａは上下移動可能である。第１の熱板３２Ａの下方に、第１の熱板３２Ａの上下移動可能にする油圧シリンダー３３が配置されている。この状態で、第１，第２の熱板３２Ａ，３２Ｂにより第２の積層体２０を加熱及び加圧する（加熱加圧工程）。それによって、加熱加圧対象物１１が加熱及び加圧される。この結果、加熱加圧対象物１１が加熱及び加圧された積層構造体が得られる。なお、キャリアプレート３１は必ずしも用いられなくてもよく、第１の熱板３２Ａ上に第２の積層体２０を直接置いてもよい。また、第２の熱板３２Ｂが上下移動可能であってもよい。第２の熱板３２Ｂの上方に、第２の熱板３２Ｂを上下移動可能にする油圧シリンダー３３が配置されていてもよい。
【００３６】
図５（ａ）〜（ｃ）に、本発明の第２の実施形態に係る積層構造体の製造方法の各工程を模式的に断面図で示す。
【００３７】
先ず、図５（ａ）に示すように、金属板１２Ａと加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂと金属板１２Ｂとを交互に積層して、第１の積層体４０を得る（第１の積層工程）。第１の積層体４０では、両側の第１，第２の表面４０ａ，４０ｂにそれぞれ１枚のみの金属板１２Ａ，１２Ｂが配置されている。第１の表面４０ａに金属板１２Ａが配置されており、第２の表面４０ｂに金属板１２Ｂが配置されている。金属板１２Ａと金属板１２Ｂとの間で、加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂは積層されておらず、間隔を隔てて並べられている。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、第１の積層体４０における第１の表面４０ａに、第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂと第１のクッション材２２Ａとをこの順で積層する。また、第１の積層体４０における第２の表面４０ｂに、第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄと第２のクッション材２２Ｂとをこの順で積層する（第２の積層工程）。ここでは、金属板１２Ａの外表面に第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂを積層しており、金属板１２Ｂの外表面に第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄを積層している。金属板１２Ａと第１のクッション材２２Ａとの間で、第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂは積層されておらず、間隔を隔てて並べられている。金属板１２Ｂと第２のクッション材２２Ｂとの間で、第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄは積層されておらず、間隔を隔てて並べられている。第１の圧力安定板５１Ａと第２の圧力安定板５１Ｃとの間に、金属板１２Ａ，１２Ｂを介して、加熱加圧対象物４１Ａが配置されている。第１の圧力安定板５１Ｂと第２の圧力安定板５１Ｄとの間に、金属板１２Ａ，１２Ｂを介して、加熱加圧対象物４１Ｂが配置されている。
【００３９】
この結果、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂと第１の積層体４０と第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体５０を得ている。より具体的には、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板５１Ａ，５１Ｂと金属板１２Ａと加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂと金属板１２Ｂと第２の圧力安定板５１Ｃ，５１Ｄと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層されている第２の積層体５０を得ている。
【００４０】
第２の積層体５０は、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板５１Ａと金属板１２Ａと加熱加圧対象物４１Ａと金属板１２Ｂと第２の圧力安定板５１Ｃと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層された部分と、第１のクッション材２２Ａと第１の圧力安定板５１Ｂと金属板１２Ａと加熱加圧対象物４１Ｂと金属板１２Ｂと第２の圧力安定板５１Ｄと第２のクッション材２２Ｂとがこの順で積層された部分とを有する。
【００４１】
次に、図５（ｃ）に示すように、キャリアプレート３１上に、第２の積層体５０を配置した状態で、該キャリアプレート３１を第１の熱板３２Ａ上に置く。また、第２の積層体５０上に第２の熱板３２Ｂを配置する。この状態で、第１，第２の熱板３２Ａ，３２Ｂにより第２の積層体５０を、第１，第２の表面５０ａ，５０ｂ側より加熱及び加圧する。それによって、加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂが加熱及び加圧される。この結果、加熱加圧対象物４１Ａ，４１Ｂが加熱及び加圧された積層構造体が得られる。第２の実施形態では、複数の積層構造体が同時に得られる。
【００４２】
次に、加熱加圧対象物を加熱及び加圧して得られる積層構造体の好ましい一例について説明する。但し、積層構造体は以下に挙げる積層構造体に限定されない。本発明に係る積層構造体の製造方法は、加熱及び加圧により形成される様々な積層構造体の製造に用いることができる。
【００４３】
図６に示す積層構造体８０は、金属体８２と、樹脂フィルム８１と、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体８３とを備える。金属体８２と樹脂フィルム８１と熱伝導体８３とがこの順で積層されている。樹脂フィルム８１の第１の表面に金属体８２が積層されている。樹脂フィルム８１の第１の表面とは反対の第２の表面に熱伝導体８３が積層されている。この積層構造体８０を得るために、加熱加圧対象物として、金属体（加熱加圧前）と、樹脂フィルム（加熱加圧前）と、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体（加熱加圧前）とを用いてもよい。この場合に、上記第１，第２の積層体において、上記金属体と上記樹脂フィルムと上記熱伝導体とがこの順で並んで積層された状態にすればよい。このような積層構造体では、均一な加圧によって、金属体８２と樹脂フィルム８１との密着性が高くなり、また樹脂フィルム８１と熱伝導体８３との密着性も良好になる。
【００４４】
金属体８２としては特に限定されず、銅板及びＳＵＳ板、樹脂板（たとえばＦＲ４の回路や両面板）等が挙げられる。中でも、銅箔が好ましい。樹脂フィルム８１としては特に限定されず、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、プリプレグ、ポリエーテルイミド及びポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。なかでも、ポリエチレンナフタレートフィルムが好ましい。熱伝導体８３としては特に限定されず、例えば、アルミニウム、銅、アルミナ、ベリリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及びグラファイトシート等が挙げられる。熱伝導体８３は、金属であることが好ましく、銅又はアルミニウムであることがより好ましい。銅又はアルミニウムは、放熱性に優れている。
【００４５】
また、積層構造体として、絶縁層と金属層とが積層されている積層構造体を得てもよい。該絶縁層はプリプレグを用いて形成されていてもよい。該金属層は、回路であることが好ましい。このような積層構造体では、均一な加圧によって、絶縁層と金属層との密着性が高くなる。
【００４６】
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００４７】
実施例１では、下記の構成の各部材を用意して、第１の実施形態に従って、積層構造体を作製した。
【００４８】
加熱加圧対象物：銅箔（縦５００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚み３８μｍ、ポリエチレンナフタレートフィルム側の表面の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）７μｍ）と、ポリエチレンナフタレートフィルム（縦５００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚み３８μｍ）と、アルミニウム板（縦５００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚み５００μｍ）とがこの順で積層された加熱加圧対象物
金属板：ＳＵＳ板、縦７５０ｍｍ×横７５０ｍｍ×厚み２ｍｍ
第１，第２の圧力安定板：アルミニウム板、縦４９０ｍｍ×横５９０ｍｍ×厚み３ｍｍ
第１，第２のクッション材：縦７５０ｍｍ×横７５０ｍｍ×厚み２ｍｍ、片面に深さ１．５ｍｍのエンボスが形成されている
【００４９】
第１のクッション材と第１の圧力安定板と金属板と加熱加圧対象物と金属板と第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で、面方向の中心が揃うように積層した。この状態で、加熱加圧対象物１１を２４０℃の加熱及び８ＭＰａの加圧条件で、加熱及び加圧試験を行った。
【００５０】
得られた積層構造体において、銅箔とポリエチレンナフタレートフィルムとの剥離強度を、縁部と中央部とを含めて、縦方向及び横方向に等間隔で２５箇所で測定した。
【００５１】
この結果、加熱加圧対象物に均一に圧力が付与されていたため、２５箇所での剥離強度の測定結果は、９〜１１Ｎ／ｃｍの範囲内であった。すなわち、最大値と最小値との差が２Ｎ／ｃｍであり、剥離強度のばらつきが小さかった。
【００５２】
（実施例２）
第１，第２のクッション材を以下の構成に変更したこと以外は実施例１と同様にして、加熱及び加圧試験を行い、剥離強度を評価した。
【００５３】
第１，第２のクッション材：縦７５０ｍｍ×横７５０ｍｍ×厚み２ｍｍ、両面に直径５ｍｍ×高さ１．５ｍｍの円柱状の複数の凸部が、縦１０ｍｍ間隔及び横１０ｍｍ間隔で形成されている。
【００５４】
この結果、２５箇所での剥離強度の測定結果は、９〜１１Ｎ／ｃｍの範囲内であった。すなわち、最大値と最小値との差が２Ｎ／ｃｍであり、剥離強度のばらつきが小さかった。
【００５５】
（実施例３）
第１，第２のクッション材を以下の構成に変更したこと以外は実施例１と同様にして、加熱及び加圧試験を行い、剥離強度を評価した。
【００５６】
第１，第２のクッション材：縦７５０ｍｍ×横７５０ｍｍ×厚み２ｍｍ、両面に直径２ｍｍ×深さ１．５ｍｍの円柱状の複数の凹部が、縦１０ｍｍ間隔及び横１０ｍｍ間隔で形成されている。
【００５７】
この結果、２５箇所での剥離強度の測定結果は、９〜１１Ｎ／ｃｍの範囲内であった。すなわち、最大値と最小値との差が２Ｎ／ｃｍであり、剥離強度のばらつきが小さかった。
【００５８】
なお、第１の実施形態を例にとり、具体的な実施例を説明したが、複数の積層構造体を同時に得る第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、圧力を均一に付与できる結果、剥離強度のばらつきが小さい積層構造体が得られることを、本発明者らは確認した。
【００５９】
（比較例１）
第１，第２の圧力安定板の大きさのみを縦７００ｍｍ×横７００ｍｍ×厚み３μｍ（加熱加圧対象物よりも大きい）にかえたこと以外は実施例１と同様にして、加熱及び加圧試験を行い、剥離強度を評価した。
【００６０】
この結果、２５箇所での剥離強度の測定結果は、４〜５Ｎ／ｃｍの範囲内であった。すなわち、最大値と最小値との差は１Ｎ／ｃｍであり、剥離強度のばらつきは小さいが、剥離強度が著しく低かった。また、積層構造体の縁部で剥離強度が高く、中央部で剥離強度が低くなっていた。これは、第１，第２の圧力安定板が大きいことから、加熱加圧対象物の縁部でより多くの力が付与されたためである。
【符号の説明】
【００６１】
１０…第１の積層体
１０ａ…第１の表面
１０ｂ…第２の表面
１１，１１Ａ，１１Ｂ…加熱加圧対象物
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…金属板
１５…第１の積層体
２０…第２の積層体
２１Ａ，２１Ｂ…第１，第２の圧力安定板
２２…クッション材
２２Ａ，２２Ｂ…第１，第２のクッション材
２２ａ…凹凸
２６…クッション材
２６ａ…凸部
２７…クッション材
２７ａ…凹部
２８…クッション材
２８ａ…貫通孔
３１…キャリアプレート
３２Ａ，３２Ｂ…第１，第２の熱板
３３…油圧シリンダー
４０…第１の積層体
４０ａ…第１の表面
４０ｂ…第２の表面
４１Ａ，４１Ｂ…加熱加圧対象物
５０…第２の積層体
５０ａ…第１の表面
５０ｂ…第２の表面
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ…第１，第２の圧力安定板
８０…積層構造体
８１…樹脂フィルム
８２…金属体
８３…熱伝導体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層し、かつ両側の第１，第２の表面にそれぞれ１枚のみの金属板が配置されている第１の積層体を得る工程と、
前記第１の積層体における前記第１の表面に、第１の圧力安定板と第１のクッション材とをこの順で積層し、かつ、前記第１の積層体における前記第２の表面に、第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で積層して、前記第１のクッション材と前記第１の圧力安定板と前記第１の積層体と前記第２の圧力安定板と前記第２のクッション材とがこの順で積層されている第２の積層体を得る工程と、
前記第２の積層体を加熱及び加圧して、前記加熱加圧対象物が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程とを備え、
前記金属板として、前記加熱加圧対象物よりも大きい金属板を用い、かつ、
前記第１，第２の圧力安定板として、前記加熱加圧対象物よりも小さい圧力安定板を用いる、積層構造体の製造方法。
【請求項２】
前記第１，第２のクッション材の外側の表面に圧力安定板が積層されていない前記第２の積層体を得る、請求項１に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項３】
前記加熱加圧対象物として、金属体と、樹脂フィルムと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体とを用い、
前記第１，第２の積層体において、前記金属体と前記樹脂フィルムと前記熱伝導体とがこの順で並んで積層された状態にする、請求項１又は２に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂フィルムとして、ポリエチレンナフタレートフィルムを用いる、請求項３に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項１】
金属板と加熱加圧対象物と金属板とを交互に積層し、かつ両側の第１，第２の表面にそれぞれ１枚のみの金属板が配置されている第１の積層体を得る工程と、
前記第１の積層体における前記第１の表面に、第１の圧力安定板と第１のクッション材とをこの順で積層し、かつ、前記第１の積層体における前記第２の表面に、第２の圧力安定板と第２のクッション材とをこの順で積層して、前記第１のクッション材と前記第１の圧力安定板と前記第１の積層体と前記第２の圧力安定板と前記第２のクッション材とがこの順で積層されている第２の積層体を得る工程と、
前記第２の積層体を加熱及び加圧して、前記加熱加圧対象物が加熱及び加圧された積層構造体を得る工程とを備え、
前記金属板として、前記加熱加圧対象物よりも大きい金属板を用い、かつ、
前記第１，第２の圧力安定板として、前記加熱加圧対象物よりも小さい圧力安定板を用いる、積層構造体の製造方法。
【請求項２】
前記第１，第２のクッション材の外側の表面に圧力安定板が積層されていない前記第２の積層体を得る、請求項１に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項３】
前記加熱加圧対象物として、金属体と、樹脂フィルムと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である熱伝導体とを用い、
前記第１，第２の積層体において、前記金属体と前記樹脂フィルムと前記熱伝導体とがこの順で並んで積層された状態にする、請求項１又は２に記載の積層構造体の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂フィルムとして、ポリエチレンナフタレートフィルムを用いる、請求項３に記載の積層構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９５１１５（Ｐ２０１３−９５１１５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２４１５（Ｐ２０１１−２４２４１５）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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